2023学年春八年级物理下册第十一章功和机械能1功拓展同步练习含解析新版（人教版）.docx

第十一章 功和机械能 第 1 节 功 基础闯关全练拓展训练 1.(2023年 湖南株洲模拟)我们矿区倡导:“书香校园,书香课堂”,同学们在搬运图书的过程中忙得热火朝天、满头大汗,其 中并没有对物体做功的是( ) A. 小玉用力把一摞书搬起 B. 老师腋下夹着一本书走进教室 C. 小浩用绳子将一捆书拖进图书室 D. 小华把地上的书拿起放在课桌上 答案 B 小玉用力把一摞书搬起、小浩用绳子将一捆书拖进图书室、小华把地上的书拿起放在课桌上,人对书有力,并且书在力的方向上通过了距离,这些情况人对书都做了功,故 A、C、D 不合题意;老师夹着一本书走进教室,老师对书有力, 但书并没有在老师对书力的方向上移动距离,所以老师对书不做功,故 B 符合题意。 2.(2023年 山东临沂平邑一模)下列实例中,有力对物体做功的是( ) A. 跳水运动员从跳台跳下 B. 背着书包在水平路面上前进 C. 小明沿水平地面推箱子,但箱子没有移动 D. 在光滑水平桌面上滚动的球 答案 A 做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离。二者缺一不可,据此分析判断各选项。跳水运动员从跳台跳下,受重力的作用,并且在重力的方向上移动了距离,重力对人做功,符合题意。 3.(2023年 湖南邵阳城步模拟)重 60N 的物体在 20N 的水平推力作用下沿水平路面前进了 4m,推力对物体做功是 J,重力对物体做功是 J。当推力撤去后,该物体由于惯性又前进了 0.5m,在这个过程中推力对物体做的功是 J。 答 案 80 0 0 解析 水平推力做功 W=Fs=20N×4m=80J;物体受重力的方向竖直向下,而物体没有在这个方向上移动距离,故重力没有做功,即重力对物体做功为 0。当推力撤去后,物体不受推力作用,推力不再对物体做功。 4.(2023年 江苏淮安洪泽一模)一辆质量为 1.4×104kg 的小型压路机,以 2km/h 的速度在路面上匀速行驶。在施工时每次钢轮以 2.5×105N 的恒力垂直作用在路面上,下压路面的距离为 1mm,钢轮每秒钟压路 25 次。(g=10N/kg)求: (1) 压路机静止时对水平路面的压力。 (2) 压路机钢轮在 1s 内对路面做的功。答案 (1)1.4×105N (2)6250J 解析 (1)压路机静止时对水平路面的压力 F 压=G=mg=1.4×104kg×10N/kg=1.4×105N;(2)压路机每次下压路面的距离 s=1mm=0.001m,压路机每次下压路面对路面做功W=Fs=2.5×105N×0.001m=250J;钢轮每秒钟压路 25 次,总共做的功 W'=25W=25×250J=6250J。 能力提升全练拓展训练 1. 如图所示,甲、乙两个容器形状不同,现有两块完全相同的金属块用细线系着分别浸入同样深度,这时两容器的水面相 平齐,如果将金属块匀速提升一段位移,直到金属块提离水面,不计水的阻力,则( ) A. 在甲容器中提升时,拉力做功较多 B. 在乙容器中提升时,拉力做功较多 C. 在两个容器中提升时,拉力做功相同 D. 做功多少无法比较 答案 A 金属块相同,都浸没在水中时受到的浮力相等,故细线的拉力相等,所以金属块在水中上升,最后金属块的上表面到达水面时拉力及通过的距离都相等,做的功也相等;由图知,甲的上表面面积大,金属块逐渐出水面到下表面到达水面的过程中,甲水面下降得少,甲中金属块离开水面时移动的距离较大,所以在甲容器中提升时,拉力做功较多。 2. 如图为我国某山区的等高线图,现有两种登山方案,一种是从 B 处爬到 C 处;另一种是从A 处爬到 C 处。如果甲、乙两个质量相同的人分别采用这两种方案来登山,那么,谁克服重力做的功多呢?为什么? 答案 见解析 解析 由图可知,A 处和 B 处的海拔相同,从 B 处爬到 C 处和从 A 处爬到 C 处,两人上升的高度相同,又两人的质量相同, 重力相同,根据公式 W=Gh 可知,两人克服重力做的功一样多。 3.(2023年 山东淄博周村一模)2017 年 5 月 23 日,“蛟龙”号载人潜水器在世界最深处的马里亚纳海沟首潜告捷。“蛟龙” 号重 2×105N,海水的密度取 1.03×103kg/m3,若将“蛟龙”号下潜过程看做直线运动,“蛟龙”号在下潜的过程中速度是 2km/h,下潜 2.4h 后到达指定深度进行作业。(g=10N/kg)求: (1) 下潜过程中重力做的功; (2) 到达指定深度,潜艇 1cm2 表面积上受到海水的压力。答案 (1)9.6×108J (2)4.944×103N 解析 (1)下潜的深度:h=vt=2km/h×2.4h=4.8km; 下潜过程中重力做的功:W=Gh=2×105N×4.8×103m=9.6×108J; (2) 到 达 指 定 深 度 , 潜 艇 受 到 海 水 的 压 强 : p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×4.8×103m=4.944×107Pa; 潜艇 1cm2 表面积上受到海水的压力: F=pS=4.944×107Pa×1×10-4m2=4.944×103N。 三年模拟全练拓展训练 1.(2023年 北京海淀一模,9,★☆☆)如图为一些生活中常见的情景,对于这些情景,下列说法中正确的是( ) 答案 B 货箱在起重机对货箱的拉力方向上移动了距离,故起重机对货箱的拉力做了功。 2.如图是小球从某高处由静止下落的过程中的路程与时间关系图象,选项中描述重力对该球做功大小与时间关系图象正确的是( ) 答案 C 根据 h-t 图象可知,小球在单位时间内下落的高度越来越大,根据W=Gh 可知,单位时间内重力对该球做功也越来越多,故 C 选项正确。 3.一颗子弹从枪膛里水平射出,子弹在枪膛里受到的气体作用力为 600N,枪膛长为 60cm, 射出的子弹在空中飞行了 50m,则气体在枪膛里对子弹做的功为 J。 答 案 360 解析 已知子弹在枪膛里受到的气体作用力为 F=600N,枪膛长为 s=60cm=0.6m,气体在枪膛里对子弹做的功 W=Fs=600N×0.6m=360J。 4.(2023年 安徽合肥庐阳二模,21,★☆☆)建筑物的“整体平移”就是将大楼托换到一个托架上,这个托架下部有滚轴,滚轴下部有轨道,然后将建筑物与地基切断,这样建筑物就成了一个可移动体,然后用牵引设备将其移动到固定的新基础上。(6 分) (1) 某次平移过程中,机械用 4×106N 的拉力拉动别墅缓慢平移了 50m,机械对别墅做了多少功? (2) 这幢别墅质量达 1×107kg,而地面能承受的最大压强不能超过 5×105Pa,为防止房屋下陷,支承面至少要多大面积?(支承面的质量忽略不计,g=10N/kg) 答案 (1)2×108J (2)200m2 解析 (1)机械对别墅做的功 W=Fs=4×106N×50m=2×108J;(2)别墅对地面的压力 F=G=mg=1×107kg×10N/kg=1×108N;别 F 1×108N 2 2 墅刚好不下陷时支承面的面积 S= = 5 =200m ,即支承面的面积最小为 200m 。 五年中考全练拓展训练 p 5×10 Pa 1.(2023年 天津中考,6,★☆☆)小华把装有 30 个鸡蛋的塑料袋从 1 楼提到 3 楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近( ) A.9J B.30J C.90J D.300J 答案 C 托起 1 个鸡蛋的力大约是 0.5N,则提 30 个鸡蛋的力大约为 F=30×0.5N=15N;每层楼的高度大约为 3 米,从 1 楼提到 3 楼小华实际爬楼的高度 h=3m×2=6m;小华提鸡蛋的力做功约为 W=Fs=15N×6m=90J。 2.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动,在相同水平面上两次拉动木块得到的 s-t 关系图象如图乙所示。第 1、2 两次弹簧测力计示数分别为 F1、F2,速度分别为 v1、 v2;如果运动时间相同,拉力所做的功分别为 W1、W2。下列判断正确的是( ) 甲 乙 A.F1=F2;v1<v2;W1<W2 B.F1<F2;v1<v2;W1<W2 C.F1>F2;v1>v2;W1>W2 D.F1=F2;v1>v2;W1>W2 答案 A 由 s-t 关系图象可得,木块两次均做匀速直线运动,且 v1<v2,同一木块放在同一水平面上,压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以两次木块受到的滑动摩擦力相等,测力计示数等于木块受到的摩擦力,故 F1=F2;运动时间相同,通过的路程 s1<s2,根据公式 W=Fs,得 W1<W2。故本题选 A。 3.(2023年 浙江绍兴中考,24,★★☆)两个完全相同的物体 A、B,重均为 20 牛。 (1) 在 10 牛的水平推力作用下两者同时以 2 米/秒的速度做匀速直线运动,如图甲。当物体通过的距离为 3 米时,推力所做的功为 焦。 (2) 若物体 A、B 在 15 牛的推力作用下以 3 米/秒的速度在另一水平面上做匀速直线运动,如图乙,则此时 A 对 B 的推力为 牛。 答 案 (1)30 (2)7.5 解析 (1)推力所做的功为:W=Fs=10N×3m=30J;(2)若物体 A、B 在 15N 的推力作用下以 3m/s 的速度在另一水平面上做匀速直线运动,根据二力平衡可知,推力与摩擦力是一对平衡力,AB 整体受的摩擦力为 15N;由于 A、B 完全相同,接触面相 1 同、压力相同,A、B 各自受到地面的摩擦力是相同的,总摩擦力为 15N,则B 受到的地面的摩擦力为 15N× =7.5N;B 做匀 2 速直线运动,所以 A 对 B 的推力与 B 受到的摩擦力是一对平衡力,所以 A 对 B 的推力为 7.5N。 4.(2023年 湖南株洲中考,29,★★☆)喝饮料时,将横截面积为 S 的吸管竖直插入饮料中,在大气压作用下,管中液面缓慢上升, 如图甲所示。设饮料密度为ρ,g 为已知常量,忽略杯中液面变化,当管内液面上升 h 时(如图乙所示)。(10 分) (1) 管内气压比管外气压 (填“高”或“低”); (2) 吸入管内的饮料质量为 ; (3) 对饮料做了多少功? 答案 (1)低 (2)ρSh 1 2 (3) ρSgh 2 解析 (1)吸饮料时,排出了管内部分空气,管内气压就变小了,管外饮料在大气压作用下,进入管内。(2)吸入管内饮料体积 V=Sh,管内的饮料质量 m=ρV=ρSh。(3)由题意可知,对饮料做功即为克服吸管中饮料的重力而做功,管中饮料重心上 1 1 1 1 2 升的高度Δh= h,对饮料做的功W=GΔh=mgΔh=ρVg× h=ρShg× h= ρSgh 。 2 2 2 2 5.欧佩克组织和英美等西方国家原油数量单位通常用“桶”来表示,中国及俄罗斯等国家则常用“吨”作为原油数量单位。通过网络查询可知:不同油田的原油密度不同,1 桶=158.98 升。(6 分) (1)若原油密度为 0.8×103 千克/米 3,取 1 桶=159 升,则 1 桶原油的质量为多少千克?(1 升=10-3 米 3)(2 分) (2)将 1 吨原油竖直匀速提升 20 米,需要对原油做的功是多少焦耳?(g=10N/kg)(4 分) 答案 (1)127.2kg (2)2×105J 解析 (1)1 桶原油的质量:m=ρV=0.8×103kg/m3×0.159m3=127.2kg;(2)将 1 吨原油竖直匀速提升 20m,需要对原油做的功:W=Fs=Gh=m'gh=1×103kg×10N/kg×20m=2×105J。 核心素养全练拓展训练 1.如图所示,重力为